FR3125996A1 - Actuator for actuating at least one movable member of a vehicle transmission - Google Patents
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Abstract
La présente invention propose un actionneur (1, 1’) pour l’actionnement d’au moins un organe mobile d'une transmission de véhicule, ledit actionneur (1, 1’) comprend un boîtier (6) dans lequel sont logés un moteur électrique (2) ayant un arbre (21) sur lequel est monté un premier pignon (22, 22’), une roue dentée (3, 3’) ayant une denture (31, 31’) engrenant avec le pignon (22, 22’) et un élément de sortie de couple (33) apte à être couplé avec la transmission, caractérisé en ce que le boîtier (6) comprend un pion (80) faisant saillie en direction de la roue dentée (3, 3’) et au droit du premier pignon (22, 22’). Figure pour l’abrégé : Figure 7 The present invention proposes an actuator (1, 1') for actuating at least one movable member of a vehicle transmission, said actuator (1, 1') comprising a housing (6) in which a motor is housed electric (2) having a shaft (21) on which is mounted a first pinion (22, 22'), a toothed wheel (3, 3') having teeth (31, 31') meshing with the pinion (22, 22 ') and a torque output element (33) capable of being coupled with the transmission, characterized in that the housing (6) comprises a pin (80) projecting in the direction of the toothed wheel (3, 3') and to the right of the first gable (22, 22'). Figure for abstract: Figure 7
Description
L’invention concerne un actionneur pour l’actionnement d’au moins un organe mobile d'une transmission de véhicule, notamment un véhicule ayant au moins deux roues, par exemple une bicyclette aussi appelé vélo ou un triporteur aussi appelé tricycle.The invention relates to an actuator for actuating at least one movable member of a vehicle transmission, in particular a vehicle having at least two wheels, for example a bicycle also called a bicycle or a tricycle also called a tricycle.
L’invention trouve son application notamment dans le domaine des actionneurs pour le changement de rapports d’une transmission ou boite de vitesses à engrenages associé au véhicule. Une telle transmission ou boite de vitesses à engrenages est par exemple décrite dans le document WO 2012/156613 A1. De nombreuses autres applications sont cependant possibles.The invention finds its application in particular in the field of actuators for changing gear ratios of a transmission or gear box associated with the vehicle. Such a gear transmission or gearbox is for example described in document WO 2012/156613 A1. However, many other applications are possible.
Un tel actionneur trouve son utilité en étant couplé à la transmission ou boite de vitesses à engrenages du véhicule. Le véhicule peut être à assistance électrique, c’est-à-dire qu’il comprend un moteur d’entrainement électrique couplé à la transmission dudit véhicule. Le véhicule peut être également classique, c’est-à-dire sans assistance électrique.Such an actuator finds its usefulness by being coupled to the transmission or gear box of the vehicle. The vehicle may be electrically assisted, that is to say it comprises an electric drive motor coupled to the transmission of said vehicle. The vehicle can also be conventional, that is to say without electric assistance.
Il existe un besoin de changer les rapports de la transmission du véhicule de manière automatique afin que la transmission fonctionne dans sa plage d’utilisation optimale sans occasionner un effort important de la part de l’utilisateur et/ou du moteur d’entrainement. L’actionneur selon l’invention simplifie ainsi l’utilisation du véhicule pour l’utilisateur qui n’a plus à se soucier d’être sur le bon rapport de la transmission.There is a need to change the ratios of the transmission of the vehicle automatically so that the transmission operates in its optimum operating range without causing significant effort on the part of the user and/or the drive motor. The actuator according to the invention thus simplifies the use of the vehicle for the user who no longer has to worry about being in the correct gear ratio.
Il est connu du document DE 10 2019 123 288 A1 un actionneur pour changer les rapports de la transmission d’un véhicule, notamment une bicyclette. L’actionneur décrit dans ce document a l’inconvénient d’être volumineux du fait d’un mécanisme complexe entre le moteur électrique et l’élément de sortie de l’actionneur couplé avec la transmission.It is known from document DE 10 2019 123 288 A1 an actuator for changing the transmission ratios of a vehicle, in particular a bicycle. The actuator described in this document has the disadvantage of being bulky due to a complex mechanism between the electric motor and the output element of the actuator coupled with the transmission.
La présente invention a pour objet une amélioration des solutions actuelles, notamment en proposant un actionneur compact, léger et avec une cinématique d’actionnement fiable supportant les efforts.The object of the present invention is to improve current solutions, in particular by proposing a compact, lightweight actuator with reliable actuation kinematics supporting the forces.
Plus particulièrement, l’invention concerne un actionneur pour l’actionnement d’au moins un organe mobile d'une transmission de véhicule, ledit actionneur comprend un boîtier dans lequel sont logés un moteur électrique ayant un arbre sur lequel est monté un premier pignon, une roue dentée ayant une denture engrenant avec le pignon et un élément de sortie de couple apte à être couplé avec la transmission, le boîtier comprend un pion faisant saillie en direction de la roue dentée et du premier pignon.More particularly, the invention relates to an actuator for actuating at least one movable member of a vehicle transmission, said actuator comprises a housing in which are housed an electric motor having a shaft on which is mounted a first pinion, a toothed wheel having a toothing meshing with the pinion and a torque output element adapted to be coupled with the transmission, the housing comprises a pin projecting in the direction of the toothed wheel and of the first pinion.
Ainsi, l’actionneur selon l’invention est particulièrement compact tout en intégrant un moyen de reprise des efforts entre le premier pignon et la roue dentée, ce qui évite un basculement de la roue dentée.Thus, the actuator according to the invention is particularly compact while integrating a means of taking up the forces between the first pinion and the toothed wheel, which prevents tilting of the toothed wheel.
Selon l’invention le premier pignon et la denture de la roue dentée forment un engrenage face appelé« face gear »en anglais. Ce type d’engrenage a la particularité d’être simple à mettre en œuvre car nécessite un positionnement précis selon deux axes et permet un fonctionnement plus robuste.According to the invention, the first pinion and the teeth of the toothed wheel form a face gear called “face gear ” . This type of gear has the particularity of being simple to implement because it requires precise positioning along two axes and allows more robust operation.
Selon une caractéristique de l’invention, le pion est cylindrique.According to a characteristic of the invention, the pin is cylindrical.
Selon une particularité de l’invention, un jeu compris entre 0,1mm et 1mm est défini entre le pion et la roue dentée.According to a feature of the invention, a clearance of between 0.1mm and 1mm is defined between the pin and the toothed wheel.
Selon une caractéristique de l’invention, la roue dentée comprend une première partie en forme de disque avec une face interne faisant face au boîtier et une face externe, ladite denture est formée à la périphérie de la face externe, la roue dentée comprend en outre une deuxième partie en forme de fût s’étendant depuis la face externe de la première partie et sur laquelle se trouve l’élément de sortie de couple, ladite première partie et deuxième partie sont monobloc.According to one characteristic of the invention, the toothed wheel comprises a first disc-shaped part with an internal face facing the housing and an external face, said toothing is formed at the periphery of the external face, the toothed wheel further comprises a second barrel-shaped part extending from the outer face of the first part and on which the torque output element is located, said first part and second part are in one piece.
Selon l’invention, la roue dentée comprend en outre un mécanisme de vis sans fin engrenant avec un deuxième pignon monté sur un arbre, ledit arbre comprenant une cible magnétique faisant face à un capteur logé dans le boîtier.According to the invention, the toothed wheel further comprises a worm mechanism meshing with a second pinion mounted on a shaft, said shaft comprising a magnetic target facing a sensor housed in the housing.
Selon une caractéristique de l’invention, le mécanisme de vis sans fin se trouve sur la deuxième partie en forme de fût de la roue dentée ou sur la première partie en forme de disque sur la face externe de la roue dentée.According to a characteristic of the invention, the worm mechanism is located on the second shaft-shaped part of the toothed wheel or on the first disc-shaped part on the external face of the toothed wheel.
Selon l’invention, la cible est fixée à une première extrémité de l’arbre par l’intermédiaire d’un support de cible, ledit arbre étant guidé en rotation par un premier palier entourant le support de cible et par un deuxième palier entourant l’arbre à une deuxième extrémité de l’arbre.According to the invention, the target is fixed to a first end of the shaft by means of a target support, said shaft being guided in rotation by a first bearing surrounding the target support and by a second bearing surrounding the shaft at a second end of the shaft.
Selon une autre caractéristique de l’invention, le deuxième pignon est situé sensiblement au milieu de l’arbre entre le premier et le deuxième palier.According to another characteristic of the invention, the second pinion is located substantially in the middle of the shaft between the first and the second bearing.
Selon une caractéristique de l’invention, le moteur électrique, l’arbre via ses paliers et le capteur sont maintenus dans le boîtier par des moyens de fixations réalisés sous la forme de clips.According to one characteristic of the invention, the electric motor, the shaft via its bearings and the sensor are held in the housing by fixing means made in the form of clips.
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront à la lecture qui suit d’exemples de réalisations détaillés, en référence aux figures annexées :Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the following examples of detailed embodiments, with reference to the appended figures:
la
la
la
la
la
la
la
Dans la suite de la description, les éléments identiques ou de fonction identique portent le même signe de référence. À fin de concision de la présente description, ces éléments ne sont pas décrits en détails dans chaque mode de réalisation et seules les différences entre les variantes de réalisation sont décrites en détails.In the rest of the description, identical elements or identical functions bear the same reference sign. For the purpose of conciseness of this description, these elements are not described in detail in each embodiment and only the differences between the alternative embodiments are described in detail.
Sur la
La
Le premier pignon 22 qui est un pignon droit coopère avec une roue dentée 3. Cette roue dentée possède une denture 31 afin de former un engrenage face avec le premier pignon 22. La roue dentée 3 comprend une première partie en forme de disque avec une face interne et une face externe. La première partie en forme de disque s’étend sensiblement selon un plan parallèle au plan défini par les directions longitudinale et transversale X et Y. La face interne est définie comme étant la face faisant face au boîtier 6 (non visible sur la
L’élément de sortie de couple 33 est ici un moyen de connexion sous la forme d’un embout étoilé femelle dans lequel vient s’emmancher un organe de la transmission par exemple un arbre de transmission sur lequel se déplace linéairement une navette permettant de sélectionner un rapport de transmission. En variante non représentée, l’élément de sortie de couple 33 peut être un embout étoilé mâle. Tout autre moyen permettant de transmettre un couple peut être envisagé pour réaliser l’élément de sortie de couple 33.The torque output element 33 is here a connection means in the form of a female star fitting into which a transmission member is fitted, for example a transmission shaft on which a shuttle moves linearly making it possible to select a transmission report. In a variant not shown, the torque output element 33 can be a male star tip. Any other means making it possible to transmit a torque can be envisaged to produce the torque output element 33.
La première partie et la deuxième partie de la roue dentée 3 sont monobloc, c’est-à-dire que la roue dentée 3 est réalisée dans un seul matériau, par exemple en plastique, plus précisément en polyoxyméthylène. Le couple de rotation fourni par le moteur électrique passe ainsi par le premier pignon 22, puis par la roue dentée 3 et est transmis à l’organe mobile de la transmission (non représenté) par l’intermédiaire de l’élément de sortie de couple 33.The first part and the second part of the toothed wheel 3 are in one piece, that is to say that the toothed wheel 3 is made of a single material, for example plastic, more precisely polyoxymethylene. The rotational torque supplied by the electric motor thus passes through the first pinion 22, then through the toothed wheel 3 and is transmitted to the movable member of the transmission (not shown) via the torque output element 33.
Afin de connaître de manière précise la position de l’organe mobile de la transmission et ainsi le rapport engagé, il est nécessaire de connaitre la position angulaire de la roue dentée 3. Pour des raisons de compacité verticale de l’actionneur 1, il est impossible de positionner un aimant et un capteur selon l’axe Z, il faut alors déporter l’aimant et le capteur dans une autre direction qui n’impacte pas la compacité de l’actionneur selon l’axe Z.In order to know precisely the position of the movable member of the transmission and thus the gear engaged, it is necessary to know the angular position of the toothed wheel 3. For reasons of vertical compactness of the actuator 1, it is impossible to position a magnet and a sensor along the Z axis, it is then necessary to deport the magnet and the sensor in another direction which does not impact the compactness of the actuator along the Z axis.
Pour ce faire, la roue dentée 3 comprend un mécanisme de vis sans fin 4 qui engrène avec un deuxième pignon 41 monté sur un arbre 40. Le mécanisme de vis sans fin est un filetage. Dans le mode de réalisation de la
Dans le cas présent, le rapport de réduction est tel que la roue dentée 3 effectue onze tours soit 3960° pendant que l’arbre 40 effectue un tour soit 360°. Les onze tours de la roue dentée 3 correspondent au déplacement de l’organe mobile de la transmission entre ses deux positions extrêmes permettant de couvrir tous les changements de rapports de la transmission. Le nombre de dent du deuxième pignon 41 est identique au nombre de tours nécessaire à la roue dentée 3 pour déplacer l’organe mobile de la transmission entre ses deux positions extrêmes plus une garde d’une dent qui correspond à un tour supplémentaire. Dans le cas présent, le pignon 41 a onze dents ce qui correspond aux onze tours de la roue dentée 3.In the present case, the reduction ratio is such that the toothed wheel 3 performs eleven revolutions, i.e. 3960°, while the shaft 40 performs one revolution, i.e. 360°. The eleven revolutions of the toothed wheel 3 correspond to the displacement of the movable member of the transmission between its two extreme positions making it possible to cover all the gear changes of the transmission. The number of teeth of the second pinion 41 is identical to the number of turns necessary for the toothed wheel 3 to move the movable member of the transmission between its two extreme positions plus a guard of one tooth which corresponds to one additional turn. In this case, the pinion 41 has eleven teeth which corresponds to the eleven revolutions of the toothed wheel 3.
L’arbre 40 va maintenant être décrit en référence aux figures 1 et 2. L’arbre 40 s’étend selon l’axe Y et se compose d’un arbre en métal sur lequel est monté le deuxième pignon 41 qui coopère avec le mécanisme de vis sans fin 4 de la roue dentée 3. En variante, l’arbre 40 peut être en plastique. Le deuxième pignon 41 peut être en plastique ou en métal. Une cible 44 faisant face à un capteur 50 est fixée à une première extrémité de l’arbre 40 par l’intermédiaire d’un support de cible 45.The shaft 40 will now be described with reference to Figures 1 and 2. The shaft 40 extends along the Y axis and consists of a metal shaft on which is mounted the second pinion 41 which cooperates with the mechanism endless screw 4 of the toothed wheel 3. Alternatively, the shaft 40 may be plastic. The second pinion 41 can be plastic or metal. A target 44 facing a sensor 50 is fixed to a first end of the shaft 40 via a target support 45.
La cible 44 est ici un une cible magnétique, c’est-à-dire que la cible 44 est un aimant permanent. La cible 44 génère ainsi un champ magnétique destiné à influer sur le capteur magnétique 50 qui est notamment une sonde à effet Hall. Il est ainsi possible en fonction du signal émis par le capteur 50 de déterminer la position exacte de l’organe mobile de la transmission entre ses deux positions extrêmes.The target 44 is here a magnetic target, that is to say that the target 44 is a permanent magnet. The target 44 thus generates a magnetic field intended to influence the magnetic sensor 50 which is in particular a Hall effect probe. It is thus possible, depending on the signal emitted by the sensor 50, to determine the exact position of the mobile member of the transmission between its two extreme positions.
La cible 44 est de forme cylindrique et est centrée sur l’axe Y. La cible 44 est montée et maintenue dans le support de cible 45 par un moyen de fixation, par exemple par collage ou par surmoulage. Le support de cible 45 est une pièce sensiblement cylindrique réalisée en plastique, notamment en polyoxyméthylène et est relié à l’arbre 40. Par exemple, le support de cible 45 est emmanché et collé sur l’arbre 40. En variante, le support de cible 45 et l’arbre sont monobloc. La surface interne du support de cible 45 reçoit la cible 44 et la surface externe du support de cible 45 reçoit un premier palier 42 de guidage de l’arbre 40.The target 44 is cylindrical in shape and is centered on the Y axis. The target 44 is mounted and held in the target support 45 by a fixing means, for example by gluing or by overmoulding. The target support 45 is a substantially cylindrical part made of plastic, in particular polyoxymethylene, and is connected to the shaft 40. For example, the target support 45 is fitted and glued onto the shaft 40. As a variant, the 45 target and shaft are one piece. The internal surface of the target support 45 receives the target 44 and the external surface of the target support 45 receives a first bearing 42 for guiding the shaft 40.
L’arbre 40 est guidé en rotation par le premier palier 42 entourant le support de cible 45 et par un deuxième palier 43 entourant l’arbre 40 à une deuxième extrémité de l’arbre 40. Les paliers 42, 43 sont des paliers en bronze ou en laiton. En variante, les paliers 42, 43 peuvent être en plastique, par exemple en polyétheréthercétone. Les paliers 42, 43 ont des diamètres différents. Le premier palier 42 entourant le support de cible 45 a un diamètre plus grand que le deuxième palier 43. Le deuxième pignon 41 est situé sensiblement au milieu de l’arbre 40 entre le premier palier 42 et le deuxième palier 43.The shaft 40 is guided in rotation by the first bearing 42 surrounding the target support 45 and by a second bearing 43 surrounding the shaft 40 at a second end of the shaft 40. The bearings 42, 43 are bronze bearings or brass. As a variant, the bearings 42, 43 can be made of plastic, for example polyetheretherketone. The bearings 42, 43 have different diameters. The first bearing 42 surrounding the target support 45 has a larger diameter than the second bearing 43. The second pinion 41 is located substantially in the middle of the shaft 40 between the first bearing 42 and the second bearing 43.
La
Le boîtier 6 loge le moteur électrique 2, la roue dentée 3, l’arbre 40, et le capteur 50 en son volume interne. Le boîtier 6 comprend en outre un connecteur électrique 60 afin de connecter électriquement le moteur électrique 2 et le capteur 50 à une source électrique. Le connecteur électrique 60 permet également de récupérer le signal émis par le capteur 50. Le connecteur électrique 60 est relié au moteur électrique 2 et au capteur 50 par l’intermédiaire de pistes conductrices surmoulées dans le boîtier 6. Le connecteur 60 est étanche et intègre un joint.The housing 6 houses the electric motor 2, the toothed wheel 3, the shaft 40, and the sensor 50 in its internal volume. The box 6 further comprises an electrical connector 60 in order to electrically connect the electric motor 2 and the sensor 50 to an electrical source. The electrical connector 60 also makes it possible to recover the signal emitted by the sensor 50. The electrical connector 60 is connected to the electric motor 2 and to the sensor 50 via conductive tracks molded into the casing 6. The connector 60 is waterproof and incorporates a joint.
Le moteur électrique 2, l’arbre 40 et le capteur 50 sont maintenus dans le boîtier 6 par des moyens de fixation réalisés sous la forme de clips. Les figures 3, 5 et 6 illustrent ces moyens de fixation. La
Le même principe est utilisé pour fixer la partie avant du moteur électrique comme illustré sur la
En référence aux figures 3 et 4, l’arbre 40 est également fixé au boîtier 6 par des moyens de fixations réalisés sous la forme de clips. Le premier palier 42 est fixé au boîtier 6 par deux clips 64 formés par deux excroissances du boîtier 6. Le deuxième palier 43 est fixé au boîtier 6 par trois clips 63 formés par trois excroissances du boîtier 6. Afin de bloquer la translation de l’arbre 40 selon la direction Y, un pion 68 est formé par une excroissance du boîtier 6. En alternative au pion 68, le blocage de l’arbre 40 selon la direction Y peut être réalisé par une excroissance d’un des clips 63 en direction de l’arbre 40.Referring to Figures 3 and 4, the shaft 40 is also fixed to the housing 6 by fixing means made in the form of clips. The first bearing 42 is fixed to the casing 6 by two clips 64 formed by two protrusions of the casing 6. The second bearing 43 is fixed to the casing 6 by three clips 63 formed by three protrusions of the casing 6. In order to block the translation of the shaft 40 in direction Y, a pin 68 is formed by a protuberance of housing 6. As an alternative to pin 68, blocking of shaft 40 in direction Y can be achieved by a protrusion of one of clips 63 in direction of shaft 40.
Le capteur 50 est également fixé au boîtier 6 par des moyens de fixations réalisés sous la forme de clips, le capteur 50 est notamment positionné entre deux parois 69. Les connections électriques du capteur 50 sont reliées aux pistes conductrices surmoulées du boîtier 6 par des broches de connexion 65.The sensor 50 is also fixed to the casing 6 by fixing means made in the form of clips, the sensor 50 is in particular positioned between two walls 69. The electrical connections of the sensor 50 are connected to the overmolded conductive tracks of the casing 6 by pins connection 65.
La
La
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec plusieurs modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.Although the invention has been described in connection with several particular embodiments, it is obvious that it is in no way limited thereto and that it includes all the technical equivalents of the means described as well as their combinations if these fall within the scope of the invention.
Dans les revendications, tout signe de référence entre parenthèses ne saurait être interprété comme une limitation de la revendication.In the claims, any reference sign in parentheses cannot be interpreted as a limitation of the claim.
Claims (10)
Actuator according to Claim 6, characterized in that the electric motor (2), the shaft (40) and the sensor (50) are held in the casing (6) by fixing means (66, 67, 63, 64 ) made in the form of clips.
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FR2108567A Pending FR3125996A1 (en) | 2021-08-06 | 2021-08-06 | Actuator for actuating at least one movable member of a vehicle transmission |
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FR (1) | FR3125996A1 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0514565A1 (en) * | 1991-05-21 | 1992-11-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Adjusting drive with two associated friction members |
DE102008043304A1 (en) * | 2008-06-27 | 2010-01-07 | Robert Bosch Gmbh | Transmission and transmission drive unit |
WO2012156613A1 (en) | 2011-05-18 | 2012-11-22 | Guy Cavalerie | Gear-shifting device for a bicycle |
EP3173668A1 (en) * | 2015-11-30 | 2017-05-31 | Stöber Antriebstechnik GmbH & Co. KG | Gearbox actuator for machine tool |
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-
2021
- 2021-08-06 FR FR2108567A patent/FR3125996A1/en active Pending
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